Questioni essenziali di produzione di massa e strategie di mitigazione globale per il PiG (fosforo nel vetro) (punti 2)

La polvere di vetro e la polvere di fosforo assorbono l'umidità; i carbonati si decompongono per rilasciare CO₂, mentre i nitrati producono NOₓ. L'aria rimane intrappolata durante la miscelazione delle polveri e la compattazione del corpo verde. I gas non riescono a fuoriuscire nella fase iniziale di sinterizzazione, dando origine a bolle grandi e a grappoli continui di bolle grigie. Ciò riduce drasticamente la trasmittanza, provoca oscuramenti locali e punti luminosi non uniformi.

Il dosaggio sbilanciato degli agenti chiarificanti (CeO₂, Sb₂O₃) o il raffreddamento eccessivamente rapido portano alla sovrasaturazione del gas disciolto all'interno del vetro fuso, facendo precipitare minuscole microbolle. I pori chiusi all'interno dei corpi verdi non riescono a fondersi durante la sinterizzazione e formano vuoti su scala micron.

La miscelazione a secco non uniforme, la pressione di pressatura inadeguata e il breve tempo di mantenimento lasciano enormi spazi interparticellari. Dopo la sinterizzazione rimangono pori interni interconnessi, con conseguente resistenza meccanica estremamente bassa e scheggiatura dei bordi durante il taglio.

Polvere di vetro e polvere di fosforo essiccate sotto vuoto a 120–180°C per 4–12 ore per eliminare completamente l'acqua adsorbita. Adottare polvere di vetro a bassa decomposizione e ridurre la percentuale di materie prime di carbonato.

Sostituire la miscelazione a secco con la macinazione a palle umide utilizzando etanolo anidro o isopropanolo come mezzo per ottenere una dispersione uniforme della polvere ed eliminare l'aria intrappolata. Effettuare l'essiccazione sotto vuoto a bassa temperatura dopo la macinazione a sfere per evitare l'agglomerazione con bolle intrappolate. Controllare una distribuzione ristretta delle dimensioni delle particelle di fosfori per ridurre al minimo gli spazi tra le particelle.

• Adottare la pressatura idraulica uniassiale segmentata: lento aumento della pressione → mantenere la pressione per 30–120 s → lento rilascio della pressione per rilasciare l'aria interna e prevenire vuoti di rimbalzo.
• Applicare la pressatura isostatica a freddo (CIP) per prodotti di fascia alta per ottenere una densità uniforme del corpo verde e una porosità inferiore all'1%.
• Per PiGF a film sottile, eseguire la schiumatura sotto vuoto dell'impasto liquido e il degasaggio statico prima della stampa serigrafica.